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1 Mit den Meeren leben – ein Bericht über den Zustand der Weltmeere

Große Meeresströmungen

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1.13 > Eisberge bestehen in der Regel aus Süßwasser oder enthalten nur geringe Mengen an Salz. Aufgrund ihrer im Vergleich zum Meerwasser etwas geringeren Dichte ragt nur ein kleiner Teil aus dem Wasser. Der weitaus größere Teil befindet sich unter der Wasserlinie. Abb. 1.13: © [M], Bryan & Cherry Alexander/Arcticphoto/laif 1.13 > Eisberge bestehen in der Regel aus Süßwasser oder enthalten nur geringe Mengen an Salz. Aufgrund ihrer im Vergleich zum Meerwasser etwas geringeren Dichte ragt nur ein kleiner Teil aus dem Wasser. Der weitaus größere Teil befindet sich unter der Wasserlinie.

Zukunft ungewiss – das Meereis

Das Meereis der arktischen Regionen hat einen erheblichen Einfluss auf den Wärmaustausch zwischen Atmosphäre und Ozean, denn es wirkt wie eine Dämmschicht, die die im Wasser enthaltene Wärme zurückhält. Vergegenwärtigt man sich, wie groß die Eisflächen sind, wird deutlich, dass auch sie Auswirkungen auf das globale Klima haben. Im Arktischen Ozean ist das Meereis, das gemeinhin auch als Packeis bezeichnet wird, im Mittel 3 Meter dick. Im Südlichen Ozean misst es im Schnitt etwa 1 Meter. Die Meereisfläche wächst und schrumpft mit den Jahreszeiten. Im Jahresdurchschnitt sind rund 7 Prozent der Ozeane (circa 23 Millionen Quadratkilometer) mit Eis bedeckt, was in etwa der dreifachen Fläche Australiens entspricht. Dagegen sind die Landeismassen relativ stabil. Sie bedecken permanent etwa 10 Prozent der Landoberfläche (14,8 Millionen Quadratkilometer). Wissenschaftler bezeichnen die vereisten Gebiete der Erde als Kryosphäre. Neben dem Landeis und dem Meereis zählt dazu auch das Schelfeis, die ins Meer ragenden Teile kontinentaler Eisschilde. Die Veränderungen des Meereises, wie etwa die Ausdehnung, der Bedeckungsgrad, die Dicke und die Bewegung, werden durch dynamische Prozesse (beispielsweise Meeresströmungen) und durch thermodynamische Prozesse (Gefrieren und Schmelzen) hervorgerufen. Diese wiederum werden durch die Sonnenstrahlung sowie die Wärmeflüsse in den Ozeanen beeinflusst.
Eines der auffälligsten und wichtigsten Merkmale der Klimaschwankungen ist die Veränderung der Meereisausdehnung in den Polargebieten. So reicht das arktische Meereis in manchen Wintern deutlich weiter nach Süden als in anderen. Geophysiker betrachten das Meereis nüchtern als eine dünne, durchbrochene Schicht auf den polaren Ozeanen, die von Wind und Meeresströmungen bewegt wird und sich in ihrer Dicke und Ausdehnung verändert. Meereis bildet die Grenze zwischen den beiden großen und wichtigen Komponenten des Erdsystems, der Atmosphäre und dem Ozean. Es beeinflusst deren Wechselwirkung ganz erheblich. So besitzt Meereis ein hohes Reflexionsvermögen, eine hohe Albedo, und reflektiert einen beträchtlichen Teil des einfallenden Sonnenlichts. Dieser Effekt verstärkt sich noch, wenn Schnee auf dem Eis liegt. Das Meereis beeinflusst also die Strahlungsbilanz der Erde und spielt damit eine wichtige Rolle im Klimasystem.
Der Einfluss des Meereises auf das Klima wird noch dadurch verstärkt, dass es die Atmosphäre und den Ozean voneinander isoliert. So können Wärme und Windenergie zwischen Atmosphäre und Ozean nur sehr schlecht ausgetauscht werden. Über den Meereisflächen ist die Atmosphäre daher deutlich kälter als über dem offenen Ozean. Dadurch verstärkt sich auch der Temperaturunterschied zwischen den Tropen, Subtropen und den Polargebieten. Denn in warmen Regionen steigt Luft verstärkt auf, der Luftdruck sinkt entsprechend. In den sehr kalten Bereichen hingegen lastet die Luft schwer, sodass sich starke Hochdruckzonen bilden. Die ausgleichende Luftströmung zwischen Hoch und Tief ist entsprechend stark und bewirkt im Zusammenspiel mit der Corioliskraft in den mittleren Breiten stärkere Westwinde.
Natürlich beeinflusst das Meereis auch die Konvektion im Ozean und die Bildung von Tiefen- und Bodenwasser. Das Meereis spielt daher eine bedeutende Rolle für die großräumige Ozeanzirkulation, insbesondere für die thermohaline Zirkulation. Wie die globale Erwärmung auf die Meereisbildung und die damit gekoppelten Prozesse genau wirkt, weiß man heute noch nicht. Eis schmilzt, wenn es wärmer wird. Welche Auswirkungen das aber auf die Strömungen hat, lässt sich nur schwer einschätzen. Immerhin simulieren alle Klimamodelle eine beschleunigte Erwärmung in der Arktis bei weiter steigenden Spurengaskonzentrationen.
Zudem beobachtet man in den letzten Jahrzehnten einen deutlichen Rückgang der arktischen Meereisbe­deckung. Dabei spielt die sogenannte Eis-Albedo-Rückkopplung eine Rolle, eine positive Rückkopplung. Helle Oberflächen besitzen eine recht große Albedo. Wenn sich das Meereis infolge der globalen Erwärmung also zurückzieht, verringert sich die Albedo und es steht mehr Sonnenenergie zur Verfügung, die zu einer zusätzlichen Erwärmung führt, wodurch noch mehr Eis schmilzt. Dieser Prozess wirkt sich vor allem am Rand des Meereises aus. Ähnlich wie die dunkle Grasnarbe an den Rändern einer löchrigen Schneedecke erwärmt sich das Meerwasser am Eisrand stärker, sodass das Eis dort schneller abtaut. Je weiter sich das Eis zurückzieht, desto größer wird wiederum die freie, relativ dunkle Meeresfläche. Das Abschmelzen verstärkt sich.
Das Schrumpfen des Meereises könnte den Klimawandel künftig also noch verstärken. Ironischerweise beschert er dem Menschen aber etwas, wovon er schon lange träumt – die Öffnung des nördlichen Seewegs von Europa über die Arktis nach Asien: die Nordostpassage. In den vergangenen Jahren hat sich das Eis im Sommer so weit zurückgezogen, dass die arktischen Gewässer entlang der russischen Nordküste künftig durchgängig von Handelsschiffen durchfahren werden könnten – eine Strecke, die um mehrere Tausend Kilometer kürzer als die Fahrt durch den Suezkanal ist. So hat erst im Frühherbst 2009 eine Bremer Reederei als eines der ersten Privatunternehmen weltweit die Nordostpassage mit einem Handelsschiff durchfahren. Doch die harten Konsequenzen des Klimawandels werden vermutlich schwerer wiegen als die Vorteile einer befahrbaren Nordroute – auch die negativen Folgen für arktische Lebewesen wie etwa den Eisbären, dessen Lebensraum wegschmilzt, sind beträchtlich. Die großen Meeresströmungen und ihre Antriebskräfte sind heute gut erforscht. Im Detail aber bleiben noch viele Fragen offen. Noch hat man beispielsweise die thermohaline Zirkulation und das Wechselspiel der treibenden Kräfte nicht restlos aufgeklärt. Verschiedene mathematische Modelle kommen zu verschiedenen Ergebnissen. Zwar nutzen alle Modelle dieselben Gleichungen, Messgrößen und Eingabeparameter. Es ist aber schwierig, kleinräumige Klimaeinflüsse auf regionaler Ebene richtig einzuschätzen und korrekt in die großen, globalen Modelle zu übertragen. Textende
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